Chapitre 4 : Production de l énergie électrique

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1 Chapitre 4 : Production de l énergie électrique I. Production d électricité 1) production de courant On branche un voltmètre aux bornes d une bobine de cuivre. On approche un aimant droit. Dès lors que l'aimant est mis en mouvement une tension apparait aux bornes de la bobine et redevient nulle lorsque l'aimant s'immobilise. Cette tension prend soit une valeur positive soit une valeur négative: - Le signe de la tension est différent selon que l'aimant s'approche ou s'éloigne de la bobine. - Le signe de la tension dépend également du pôle magnétique de l'aimant mis face à la bobine. 2) L alternateur a) la dynamo Une dynamo de vélo est un alternateur constitué d un galet qui tourne au contact de la roue en entraînant un aimant (rotor) à l intérieur d une bobine fixe (stator). Une tension variable est créée aux bornes de la bobine. Il est possible alors d'alimenter un dipôle branché à ses bornes.

2 b) l alternateur L alternateur (bobine + aimant) est la partie commune à toutes les centrales électriques. L alternateur produit une tension variable et alternative. Un alternateur (centrale, voiture, dynamo ) est constitué d une partie tournante appelée rotor (un ou plusieurs aimants) et d une partie fixe appelée stator (bobine ou ensemble de bobines). Le rotor tourne à l intérieur du stator. Pour fonctionner il doit être couplé à une turbine en rotation. Il convertisse l énergie mécanique (mouvement) en énergie électrique. Il y a également production d énergie thermique perdue qui n est pas utile, qui est due aux vibrations, aux frottements qui produisent un échauffement. Les centrales électriques différent seulement par le système qui transfert l énergie.

3 II. Transfert d énergie 1) Décrire une chaîne énergétique 2) Résumé des transferts Conclusion : L énergie se conserve Dans un alternateur l énergie mécanique est transformée en énergie électrique «utile» et en énergie thermique «inutile».

4 III. Caractéristique d une tension 1) Forme de la tension La tension délivrée par EDF : Varie réguliérement au cours du temps: tension VARIABLE. prend alternativement des valeurs positives et négatives : tension ALTERNATIVE. montre la répétition d un même motif élémentaire : tension PERIODIQUE. une tension dite ALTERNATIVE SINUSOIDALE. C est

5 2) Grandeurs caractéristiques La courbe précédente est constituée d un motif qui se reproduit. Ce motif est représenté en sur le graphique et marqué de la lettre T : on dit que la tension est périodique. a) La période La période est la durée d un motif, c est le temps qui s écoule jusqu à ce que la tension reprenne la même valeur en variant dans le même sens. Elle est notée T et elle s exprime en seconde. Ici sur le graphique la période vaut T =. b) La fréquence La fréquence notée f correspond au nombre de motifs par seconde. C est donc le nombre de période par seconde. La fréquence se mesure en Hertz, de symbole Hz. La fréquence de la tension du graphique est f = 1/T = f = T 1 c) La valeur maximale de la tension La valeur maximale de la tension, notée U max, est la valeur de la tension au sommet de la courbe. (cette tension est toujours positive) Ici sur le graphique U max =.. d) La valeur efficace de la tension La valeur efficace de la tension, notée U eff, se détermine par la relation : Donc ici U eff =.. U eff = U max / 2 Remarque : La tension du secteur est une tension alternative sinusoïdale de fréquence 50 Hz donc de période 0,02s ou 20 ms, de valeur efficace de 230V (norme européenne) et de valeur maximal 325 V. On peut la représenter :